Содержание к диссертации
Введение 3
1. Обзор литературы 8
1.1 Действие ионизирующей радиации на организм 8
1.1.1 Опустошение красного костного мозга 8
1.1.2 Влияние облучения на пролиферацию клеток костного мозга... 11
1.1.3 Мутагенное действие ионизирующего излучения
1.2 Адаптогены - противолучевые средства природного происхождения 20
1.3 Химический состав и физиологические основы действия зоотоксинов на организм
1.3.1 Яд пчелы 24
1.3.2 Яд саламандры 29
1.3.3 Яд жабы 32
1.4 Общие адаптационные реакции организма 35
2. Материалы и методы исследований 42
3. Результаты и их обсуждение
3.1 Состояние красного костного мозга и процессов СРО в сыворотке крови после курсового введения зоотоксинов интактным животным 49
3.2 Радиозащитное действие зоотоксинов на систему кроветворения при однократном гамма - облучении 56
3.3 Противолучевые свойства зоотоксинов в условиях фракционированного гамма - облучения
Заключение 85
Выводы 87
Литература 88
Приложения 105
Введение к работе
Проблема снижения радиочувствительности биологических объектов является одной из центральных в современной радиобиологии. Обострение радиоэкологической ситуации ставит новые задачи в поиске средств защиты от однократного, фракционированного (многократного), а также хронического облучения. Эффективность классических радиопротекторов резко снижается в условиях фракционированного облучения, а также при снижении мощности воздействия (Гончаренко, Кудряшов, 1996; Ярмоненко, Вайнсон, 2004). В решении указанной проблемы важная роль принадлежит поиску противолучевых средств природного происхождения, объединенных в группу адаптогенов, которая включает зоо- и фитопрепарты, в том числе и зоо-токсины (Васин, 1999; Кудряшов, Гончаренко, 1999).
Зоотоксины представляют собой сложные, многокомпонентные смеси, которые могут одновременно воздействовать на многие регуляторные и исполнительные системы организма и обладают высокой биологической активностью, а также способностью вызывать общие адаптационные ответные реакции: стресс, активация, тренировка (Крылов, 1990; Корягин, Ерофеева, 2004). Это позволило предположить наличие у них адаптогенных свойств и способность повышать неспецифическую резистентность при воздействии неблагоприятных факторов различной природы.
Костный мозг является критическим органом, состояние которого определяет глубину радиационного поражения и вероятность гибели облученного организма (Материй и др., 2003). Количество выживших кроветворных клеток, степень ингибирования процессов клеточного деления, а также уровень хромосомных аберраций определяют способность кроветворной ткани к регенерации (Ярмоненко, Вайнсон, 2004). Возможное радиозащитное действие ядов животных на процессы пролиферации и генетический материал кроветворных клеток практически не исследовано. В связи с вышесказанным в работе эти показатели были выбраны в качестве критериев оценки противолучевых эффектов зоотоксинов.
На основании существующих предпосылок была изучена возможность многократного введения животным малых (в десятки раз ниже летальных) доз ядов пчелы медоносной (Apis mellifera), жабы зеленой (Bufo viridis) и саламандры пятнистой (Salamandra salamandra) для защиты системы кроветворения в условиях однократного и фракционированного у-облучения. Кроме того, исследовано состояние красного костного мозга и активность свобод-норадикальных процессов в сыворотке крови при курсовом введении зоотоксинов экспериментальным животным в условиях относительной нормы.
Цель работы
Изучить механизмы радиозащитного действия курсового введения малых доз ядов пчелы, жабы и саламандры на систему кроветворения лабораторных животных в условиях однократного и фракционированного (многократного) у-облучения в дозах 1,5 и 3,0 Гр.
Задачи
1. Исследовать влияние курсового введения малых доз ядов пчелы, саламандры и жабы на состояние красного костного мозга (общее количество кроветворных клеток, уровень их пролиферативной активности, процентное содержание аберрантных метафаз) и процессы свободнорадикального окисления (СРО) (определение параметров индуцированной хемилюминесцен-ции) в сыворотке крови крыс в условиях относительной нормы.
2. Оценить профилактическое радиозащитное действие ядов пчелы, жабы и саламандры на систему кроветворения лабораторных животных в условиях общего однократного у-облучения в дозах 1,5 и 3,0 Гр по количеству клеток красного костного мозга, митотическому индексу, уровню хромосомных аберраций и концентрации малонового диальдегида (МДА) в крови.
3. Определить радиопротекторное действие предварительного введения ядов пчелы, жабы и саламандры на красный костный мозг лабораторных животных при фракционированном у-облучении в суммарных дозах 1,5 и 3,0 Гр по количеству кроветворных клеток, их митотической активности, проценту аберрантных клеток и уровню МДА в крови.
Научная новизна исследования
Впервые показано, что многократное введение ядов пчелы, жабы и саламандры в дозах, вызывающих формирование адаптационной реакции устойчивой активации, сопровождается снижением активности свободноради-кальных процессов в сыворотке крови и ингибированием (за исключением яда жабы) активности процессов пролиферации в кроветворной ткани костного мозга лабораторных животных. Установлено, что исследуемые зооток-сины не оказывают повреждающего действия на генетические структуры кроветворных клеток.
Впервые выявлено, что многократное профилактическое введение
крысам малых доз ядов пчелы, жабы и саламандры сопровождается развити
ем резистентности, позволяющей успешно защищать красный костный мозг
в условиях однократного у-облучения в дозах 1,5 и 3,0 Гр. К наиболее
значимым среди выявленных механизмов радиозащитного действия исследуемых зоотоксинов можно отнести повышение устойчивости кроветворных клеток, уровня их пролиферативной активности и снижение активности процессов перекисного окисления липидов в крови животных.
Впервые обнаружено, что введение зоотоксинов сопровождается развитием длительной радиорезистентности и снижает повреждающее воздействие ионизирующей радиации на систему кроветворения, в частности на генетический материал кроветворных клеток в условиях фракционированного у-облучения.
Практическая и теоретическая значимость работы
Исследование радиозащитного действия курсового введения малых доз ядов саламандры, пчелы и жабы на пролиферативную активность и генетический материал кроветворных клеток в условиях однократного и фракционированного у-облучения позволяет расширить представления о механизмах неспецифической радиорезистентности и предполагает возможность созда ния на основе этих биологически активных веществ препаратов-адаптогенов, повышающих радиорезистентность организма. Практическая значимость применения зоотоксинов в малых дозах заключается в том, что они могут рассматриваться как препараты выбора в условиях фракционированного и, возможно, хронического воздействия ионизирующей радиации. Основные положения, выносимые на защиту
1. Адаптационная реакция устойчивой активации, вызванная многократным введением крысам зоотоксинов, сопровождается возникновением состояния радиорезистентности системы кроветворения в условиях общего однократного у-облучения в дозах 1,5 и 3,0 Гр.
2. Состояние радиорезистентности, развивающееся в ответ на многократное введение ядов пчелы, жабы и саламандры, является длительным и позволяет успешно защищать систему кроветворения в условиях фракционированного у-облучения в суммарных дозах 1,5 и 3,0 Гр, увеличивая количество выживших кроветворных клеток (за исключением яда саламандры) и повышая их пролиферативную активность у крыс.
3. Курсовое введение малых доз зоотоксинов саламандры, пчелы и жабы, приводящее к развитию адаптационной реакции устойчивой активации, снижает активность свободнорадикальных процессов; не оказывает мутагенного действия; ингибирует (за исключением яда жабы) пролиферативную активность кроветворной ткани красного костного мозга у интактных животных.
Апробация работы Результаты работы были обсуждены на III Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования в системе образования» (Тамбов, 2005, 2006), VIII Всероссийском популяци-онном семинаре «Популяции в пространстве и времени» (Нижний Новгород, 2005), конференции Сибирского государственного медицинского университета «Естествознание и гуманизм» (Томск, 2005), III Европейском конгрессе «European Congress on Social Insects» (Санкт-Петербург, 2005), 10-й между народной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология -наука XXI века» (Пущино, 2006), VIII международном конгрессе «International society for adaptive medicine (ISAM)» (Москва, 2006), XII Всероссийской научно-практической конференции «Апитерапия сегодня» (Рыбное, 2006), XI Нижегородской сессии молодых ученых (Нижний Новгород, 2006).
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа в объеме 111 листов состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследований, собственных результатов и их обсуждения, заключения, выводов, приложения и списка литературы. Библиографический указатель включает 177 источников литературы (137 отечественных и 40 иностранных). Диссертация иллюстрирована 25 таблицами и 9 рисунками.
